Mikrovågsugnen, radarns oäkta barn – mer än uppvärmare av gårdagens makaronilåda

Mikrougnens historia går hand i hand med radarns historia. Det är en berättelse med många svängar, nazister, smält choklad – och tvivelaktiga djurförsök.

Kvinna sätter in tallrik med mat i mikrovågsugn.
Bild: Andrey Popov
Mikrovågsugnen, radarns oäkta barn

Den första urbana skröna som jag kom i kontakt med var den om damen vars katt hade blivit våt, så hon bestämde sig för att värma upp sin stackars kissemiss – i en mikrovågsugn. Hur det gick med katten kan ni ju gissa.

Jag stötte på den här berättelsen också under mina journaliststudier, som ett exempel på historier som har återgetts som sanning, till och med i media, men som oftast är helt och hållet påhittade, urbana skrönor eller vandringssägner. Har du ännu inte läst Bengt af Klintbergs bok Råttan i pizzan: folksägner i vår tid, så rekommenderar jag den varmt!

Men nu handlar det inte om urbana skrönor, utan om mikrovågsugnen. Jag tycker lite synd om den, nämligen. Mikrougnen har kommit att bli synonym med gårdagens uppvärmda matrester och fryspizzor som smakar gummi. Ingenting är mer vardagligt och tråkigt än en mikrovågsugn, liksom. Inte att undra på att någon kände behovet att brodera ut den med spännande skrönor.

Men nu är det ett faktum att mikrovågsugnens pionjärer faktiskt använde den nya uppfinningen till att, inte torka, men tina upp och återuppliva små håriga kräk. Dock inte katter, utan hamstrar. Vi kommer till det.

De många skrönornas köksredskap

Lustigt hur många vandringssägner som flockas kring mikrovågsugnen. Det finns en annan som jag själv har gått omkring och spritt, som yngre, i tron att det var så det gick till på riktigt.

Den här skrönan, som jag inte minns var jag själv hörde den (typiskt för folksägner), handlar om hur idén om mikrovågsugnen kom till. Det var under andra världskriget. Britterna hade ju lyckats avvärja anstormningen från Hitlers Luftwaffe i Slaget om Storbritannien, tack vare en genialisk uppfinning: radarn. Så här långt är berättelsen sann.

Det som däremot inte är sant är att mikrovågsugnen uppfanns efter att någon noterade att det trillade ned färdigt stekta duvor från radarantennerna. Eftersom radar alltså fungerar med hjälp av mikrovågsstrålning. Den här biten av det hela är alltså en ren och skär skröna. Jag ber om ursäkt av dem som jag återgav skrönan för. Jag var ung och dum.

Tamduva står på asfalten
Nej, inga duvor involverade här. Hamstrar däremot... Bild: Yle / Risto Salovaara

Men det stämmer däremot att uppfinnandet av mikrovågsugnen nog hade en klar koppling till radarn. Låt oss alltså ta en titt på det här. Och, som sagt, det finns djur involverade här. Inte duvor, utan hamstrar. Djupfrysta hamstrar. Som man inte tog livet av, utan tvärtom, återupplivade.

Hur som helst, för att berätta mikrovågsugnens historia måste vi inkludera radarn, som utan tvekan är en av nittonhundratalets viktigaste uppfinningar.

Hülsmeyers telemobiloskop

Radar, som är en förkortning av radio detecting and ranging, kom till som en kedja av snilleblixtar hos flera prominenta forskare, inklusive den tyska uppfinnaren Christian Hülsmeyer (1881 – 1957). Som en liten grabb bevittnade Hülsmeyer en båtolycka på floden Rhen när två fartyg kolliderade en dimmig natt. Flera passagerare dödades. Händelsen inspirerade Hülsmeyer att söka efter ett sätt att förhindra tragedier som är ett resultat av dålig sikt.

Hülsmeyers första experiment med radarteknologi ägde rum vid Dom Hotel i Köln i Tyskland. Med hjälp sin uppfinning, som han kallade ”telemobiloskop”, kunde Hülsmeyer upptäcka metallporten som ledde till hotellets innergård genom en gardin som han hade hängt framför porten. Han gjorde det för att bevisa för åskådarna att hans apparat kunde upptäcka ett mål genom en fysisk barriär.

Härnäst bar han ned sitt telemobiloskop till stranden av den närliggande floden Rhen där han detekterade en pråm som närmade sig Hohenzollern-bron, från ett avstånd av flera hundra meter. Telemobiloskopet var däremot inte kapabelt att mäta avståndet till pråmen, vilket får vissa att mena att det här inte var en radar i ordets fulla bemärkelse.

Tyskt patentbrev för en prototyp till radarn.
Patentbrevet för Christian Hülsmeyers ”telemobiloskop”, en föregångare till den moderna radarn. Bild: or Deutsches Marken und Patentamt

Det är hur som helst på sätt och vis ironiskt att det finns ett så starkt tyskt element i radarns ursprung. Det här samtidigt som Hitler och hans anhang inte på något sätt kunde begripa hur britterna alltid tycktes veta exakt när och var Luftwaffes bombplan närmade sig över Engelska kanalen, och kunde skicka upp sina Spitfires för att möta dem. Nazityskland hade i och för sig också kommit en bit på väg med liknande system, kallat peilfunk (pejlradio), men tyskarna låg långt efter britterna med tekniken.

Den moderna radarn, i den form som britterna försvarade sin ö mot nazisternas luftanfall, utvecklades av en viss skotsk uppfinnare vid namn Robert Watson-Watt, för övrigt en sentida avkomling till ångmaskinens uppfinnare, James Watt. Året var 1935 då Watson-Watt lyckades med att skicka ut elektromagnetiska vågor som reflekterades från ett flygplan. På så sätt kunde han beräkna avstånd, hastighet och riktning för planet.

Militären insåg omedelbart hur nyttig den här prylen kunde vara. Så man byggde skyndsamt upp en kedja av radarstationer längs den engelska sydkusten, Chain Home Radar. De första primitiva radaranläggningarna arbetade med frekvenser inom kortvågsområdet på 20–30 megahertz.

Mikrovågorna gör radarn mer exakt

Problemet med den här tidiga radarn, också den som britterna körde med, var ändå att man inte lyckades kombinera hög frekvens med hög effekt, så det blev lite si som så med precisionen. Men det här fick sin lösning när universitetet i Birmingham lyckades konstruera en magnetron med hålrumsresonatorer som skapar mikrovågor med en våglängd som är mindre än tio centimeter (mer än tre gigahertz). Just det, nu kommer vi till mikrovågorna.

Mikrovågor är alltså en form av elektromagnetisk strålning, precis som ljuset som dina ögon ser, eller röntgenstrålningen som genomlyser din arm, eller radiovågorna som bär Yle Vega till din mottagare, bara att på en annan våglängd.

Ju kortare våglängd, desto högre precision, det är tumregeln här. Och mikrovågor har alltså kortare våglängd än radiovågorna som användes i de tidigaste versionerna av radarn. Magnetronen, som också utgör hjärtat i din mikrovågsugn, blev med andra ord huvudkomponenten i de radaranläggningar som höll koll på Luftwaffes bombplan.

Schematisk bild av en magnetron.
Bild: Svjo

Magnetronen fungerar alltså i stort sett så att den kör en elektrisk ström över en stor magnet med ett hål i sig, vilket skapar elektromagnetisk strålning. Genom att variera storleken på hålen i magneten, kan du påverka vilken frekvens den elektromagnetiska strålningen får.

Du kan till exempel jämföra det här med att blåsa luft över mynningen på en flaska, och beroende på hur mycket vatten flaskan innehåller, får det visslande ljudet olika tonhöjd. Det här alltså som en grov analogi för det hela.

Och frekvensen du vill ha när det kommer till radarn, ligger inom det band som vi kallar mikrovågsstrålning. De har en kortare våglängd än typiska radiovågor men längre våglängd än ljus och infraröd strålning. Det finns ingen exakt definition på mikrovågsbandet, men vanligtvis hänvisar det till frekvenser från 300 MHz och uppåt, med en övre gräns som har levt en del med tiden, numera ända upp till 300 GHz. Din mobiltelefon förmedlar också ditt snack och dina data med hjälp av mikrovågsstrålning.

Strålning, visst, men ljus är också strålning

Som en parentes – många blir oroliga när de hör ordet strålning. Men det finns strålning och strålning, och mikrovågsstrålningen är av den mer harmlösa icke-joniserande sorten. Alltså, den saknar den energi som krävs för att knocka loss elektroner från atomerna i, till exempel, ditt DNA (vilket kan orsaka mutationer). Så vi snackar inte strålning av Tjernobyl-sorten här, utan mera som, tja, ljus.

Hur som helst, när du väl har en magnetron som pumpar ut just den härliga mikrovågsstrålningen, tja, då kan du välja vad du vill göra med den. Rikta den mot skyn och spana in fiendens bombplan, och vinna andra världskriget, eller montera den i taket på en liten Faradays bur och värma upp lite makaronilåda till lunch.

Eftersom jag antar att alternativ två ligger närmare dina praktiska behov, så kör vi med det alternativet, och kallar det för en mikrovågsugn.

Ja ja, men hur funkar den då, vad är det i mikrovågorna som värmer min makaronilåda? Nå, för det första, låt mig upprepa: din mikrovågsugn är alltså en metallåda som i praktiken är en Faradays bur. Lite som din bil när det åskar. Om blixten träffar din bil är du trygg inuti den eftersom bilens metallskal isolerar dig från blixten. I fallet med mikrovågsugnens Faradays bur är du trygg på utsidan.

En kvinna i en Faradays bur.
En Faradays bur är ett utrymme som är avskärmat från elektriska fält och elektromagnetisk strålning genom ett elektriskt ledande hölje. Namnet kommer av Michael Faraday, den elektriska induktionens upptäckare. Bild: Antoine Taveneaux

För att en Faradays bur skall vara effektiv krävs bland annat att dess öppningar är mindre än våglängden hos det elektromagnetiska fältet. Det här är en av anledningarna till att mobiltelefoner fungerar relativt bra också inuti bilar, eftersom våglängden på mikrovågsstrålningen som telefonerna utnyttjar är cirka trettio centimeter. Så de vågorna ryms utan problem in och ut genom fönstergluggarna.

Bilradion är däremot en annan femma. FM-radions våglängd är cirka tre meter vilket ger begränsad mottagning, så det krävs en yttre antenn för att bilradion ska fungera. För åska och blixt är våglängden 100–1000 meter, vilket gör att blixten inte ”ryms” in i bilen.

Ta sedan en titt på din mikrovågsugns Faradays bur. Du ser på glaset i ugnens dörr att där är ett metallnät med små hål i. Stora nog för att ge dig insyn i ugnen, men små nog för att mikrovågorna som studsar omkring där inne inte ska kunna ta sig ut och hetta upp din näsa där du sitter och väntar på din makaronilåda.

Mikrovågorna ruskar om vattenmolekylerna

Och det för oss från den lilla parentesen om Faradayburen, tillbaka till hur mikrovågorna värmer din mat. Mikrovågorna reflekteras alltså från ugnens metallsidor, och absorberas av maten på den roterande tallriken. Roterar gör tallriken för att maten ska bestrålas jämnare.

Mikrovågorna som träffar maten får vattenmolekylerna i maten att vibrera, vilket producerar friktion, vilket värmer upp maten. Det är därför mat med hög vattenhalt, som färska grönsaker, eller makaronilåda, kan tillagas snabbare än andra, torrare livsmedel.

Och det här med hur mat värms upp av mikrovågsstrålning, som också en radar alltså sänder ut, anknyter faktiskt till hur mikrovågsugnen uppfanns ursprungligen. Det var som sagt inte stekta duvor som trillade ned från radarantennerna på den brittiska sydkusten. Det var något mycket mer alldagligt. Det var en chokladbit som smälte i Percy Spencers bröstficka.

Mikrovågsugnens uppfinnare, Percy Spencer.
Amerikanen Percy Spencer (1894 -1970, uppfinnaren bakom mikrovågsugnen. När Spencer en dag gick fram till en magnetron, märkte han att en chokladbit i hans ficka smälte. Spencer blev genast intresserad och började experimentera. Han lade ett ägg i en kastrull med magnetronen ovanför. En medarbetare fick den exploderande äggulan utsmetad över hela ansiktet. Bild: Mass Moments

Mikrovågsugnen uppfanns 1945 av Percy Spencer, en amerikansk ingenjör. Spencer arbetade alltså med radarteknik under andra världskriget. En dag lade han märke att en bit choklad han hade i fickan, hade smält på grund av mikrovågorna som sändes ut av en magnetron som han testade. Det här inspirerade honom att undersöka idén om att laga mat med mikrovågor.

Den första kommersiella mikrovågsugnen, kallad ”Radarange”, introducerades två år senare av Percy Spencers arbetsgivare, amerikanska Raytheon. Det var en massiv och hårresande dyr pjäs, som främst användes i stora kök på hotell och restauranger.

Till hemmen anlände mikrovågsugnen inte förrän vid slutet av 1960-talet och början av 1970-talet, när tekniken hade kommit ned i pris och blivit mer praktisk för hemmabruk. Mikrovågsugnen blev snabbt populär på grund av dess bekvämlighet.

Saknar det där goda krispiga

Jag minns vår första mikrovågsugn som mamma skaffade i mitten av åttiotalet. Det var otroligt spännande, kändes som riktig rymdåldersteknik – trots att det var en uppfinning från fyrtiotalet.

Men hur som helst så gick det väl ett par veckor eller så då allt vi åt var tillagat med mikrovågsugnen, tills vi insåg att, den må vara snabb och praktisk, men den gör ju inte automatiskt maten godare direkt. Inte minst för att man ju inte alltid lyckades ratta in uppvärmningstiden rätt. Oftast fick maten en för stor dos mikrovågor.

Pizza på väg att sättas in i en mikrovågsugn.
Visst går det att äta, men krispigt blir det inte. Bild: Andrey Popov

Ja, och mikrovågsugnar ger ju inte heller samma brynande effekt som en vanlig ugn eller grill som bygger på infraröd värme. Maten blir alltså inte krispig heller. Bristen på bruna, krispiga ytor kan resultera i, ska vi säga, ett mindre aptitretande utseende och konsistens för vissa rätter.

Plus att den tidens mikrovågsugnar ännu var ganska dåliga på att fördela värmen jämnt, så till exempel en pizza kunde vara bränd och hård i kanterna och isig och vattnig i mitten.

Dagens mikrovågsugnar har faktiskt blivit ganska bra och innehåller allsköns automatik som gör livet i köket lättare. Vi har en ganska avancerad mikrougn där hemma. Men jag måste medge att inte använder vi heller den till mycket mer än att värma upp gårdagens rester. Ungarna värmer sin kakao i den.

Sätt en tesked i koppen!

Visste du förresten att det som regel inte är smart att värma upp vatten, till exempel tevatten, i en mikrovågsugn? Det här beror på att mikrovågsugnen värmer upp vattnet fortare än vattnets förmåga att övergå till ånga, vilket leder till ett fenomen kallat överhettning. Överhettning uppstår när en vätska värms upp över sin kokpunkt, men inte kokar.

Överhettade vätskor kan brusa upp häftigt och rentav explosivt när du tar ut muggen ur mikrougnen och lägger i till exempel en tesked eller en dos snabbkaffe, i värsta fall med allvarliga brännskador åt dig som följd. Särskilt farligt är det att koka upp en vätska som redan har kokat en gång tidigare.

Faktum är, att också om det som tumregel inte är smart att lägga metallföremål i en mikrovågsugn, så brukar jag sätta en tesked av metall i koppen när jag värmer upp tevatten i mikron. Metallskeden fungerar som en effektiv ledare av värmeenergi och ger vätskan i muggen en fokuspunkt där kokningen kan starta när temperaturen är hög nog. Med andra ord, inne i mikrougnen, inte i din hand när du tar ut muggen, vilket som sagt kan hända utan en sked.

En tekopp i en mikrovågsugn.
Bild: Marcus Rosenlund / Yle

Jag upprepar, metall i mikrovågsugnar kan vara farligt, men det finns till och med mikrovågsugnar vars instruktionsbok har en uttrycklig rekommendation om det här: att om du kokar en mugg med någon vätska, sätt en tesked i. Lägg inte en mugg med bara vätska i mikrougnen. Så det är inte bara jag som hittar på. Men ställ muggen så mitt i ugnen som du kan, så att skeden inte är nära ugnens väggar, då kan det slå gnistor. Och sätt inte in en gaffel! Dess spetsiga taggar ger den lite andra egenskaper som också kan få det att slå gnistor.

Och ännu en grej med mikrovågsugnar, koka inte ägg i dem. De kan explodera när det bildas ångtryck inuti äggen då de hettas upp. En medarbetare till Percy Spencer, mikrovågsugnens uppfinnare, fick en exploderande äggula utsmetad över ansiktet i samband med det första försöket någonsin att tillreda mat med mikrovågor.

James Lovelock, hamstrarnas Frankenstein

En annan sak som du inte ska sätta i din mikrovågsugn är hamstrar och andra små gnagare, eller några som helst levande djur för den delen. Det här kanske är självklart för dig och mig, men det har inte alltid varit så. Som jag antydde i början. Och det är nu vi kommer till den delen av berättelsen som kan vara lite jobbig för djurvänner. Men sagan har ett till största delen lyckligt slut.

Det hela utspelade sig på National Institute for Medical Research i London, där man på femtiotalet forskade i bland annat kryobiologi, alltså effekterna av extrem kyla på levande vävnader.

Forskarna på det här institutet använde möss och hamstrar som försöksdjur, och ibland frös de ned de små gnagarna långt bortom punkten där de dog. De lade djuren i en superkyld lösning av propylenglykol, samma sorts vätska som används till att avisa flygplansvingar. De små krypen var alltså bokstavligen djupfrysta. Kalla som is.

I det här skedet är djuret alltså officiellt stendött, utan någon som helst chans att återupplivas spontant, av sig själv. Forskarna testade att tina upp djuren och återuppliva dem med olika värmeelement och intensiva strålar av hett ljus, men det gick inte så bra, djuren blev för det mesta bara brända.

Den brittiska forskaren James Lovelock i en trädgård.
James Lovelock (1919-2022), brittisk författare, biokemist och uppfinnare. Han är mest känd för att 1972 ha presenterat Gaiahypotesen, som därefter utvecklades till Gaiateorin och som postulerar att Jorden fungerar som ett självreglerande system. Han är också känd för en del smått tvivelaktiga experiment på hamstrar, med mikrovågor. Bild: Bruno Comby

Men sedan, 1955, var det en av forskarna, James Lovelock, som fick den briljanta idén att använda en magnetron, alltså den där saken som driver din mikrougn och flygvapnets radaranläggningar, till att värma upp sina nedfrysta hamstrar. Det är mycket säkrare och mer humant så, var resonemanget här. James Lovelock dog för övrigt helt nyligen, 2022 närmare bestämt, vid 103 års ålder.–

Testade sin hypotes på en ugnspotatis

Vad Lovelock alltså gjorde var att han gick ut och köpte en radarsändare från flygvapnets (RAF) överskottslager, för tio shilling ur hans egen ficka. Nå, den visade sig vara för effektiv, så Lovelock vände sig till Birminghams universitet (samma instans som försåg försvaret med magnetroner till radaranläggningarna under kriget). De fixade fram en nätt liten tio centimeters magnetron åt honom. Så var var nu den där djupfrysta hamstern?

Lovelock byggde en primitiv Faradays bur av finmaskigt metallnät, motsvarande en mikrovågsugns metalliska innanmäte. I den installerade han magnetronen. Och innan han testade det hela på hamstern, lade han in en ugnspotatis.

En vit hamster.
Hamstern på bilden har absolut ingenting med de beskrivna experimenten att göra. Bild: Timo Nykyri / Yle

James Lovelock beskrev själv det hela i en intervju för Youtubern Tom Scott för ett par år sedan. Så här gick det till:

– Hamstern var djupfryst när den sattes in, hård som en sten. Magnetronen hade en uteffekt på ungefär en kilowatt. Vi ställde in timern och kopplade på strömmen. Och ser man på – efter si eller så många sekunder vaknade hamstern upp och började gå omkring.

Det här må låta som en riktig rötmånadshistoria à la Frankenstein, fast med mikrovågor istället för starkström, eller som en vandringssägen. Men det är helt sant. Experimentet upprepades otaliga gånger, allt finns dokumenterat. Ofta blev samma djur nedfruset och återupplivat flera gånger, med mikrovågor.

Behöver kanske inte påpekas specifikt, men jag säger det nu hur som helst, för säkerhets skull: pröva inte på det här där hemma. Det är bara onödigt, och sannolikt kriminellt också. Det har gjorts redan. Låt det bara vara.

Men till slut, James Lovelock – varför funkar det här inte på människor? Inte för att jag ens vet om någon har prövat, men…

– En människa är för stor. Det är omöjligt att få antifrysvätskan att sprida sig genom hela människokroppen fort nog innan nedfrysningen. En hamster är liten nog för att det ska fungera. Men experimentet fungerar inte i större skala. Sade Lovelock alltså åt Tom Scott i en intervju från 2022.

Med andra ord, iskristaller kommer åt att bildas i cellerna, inte minst i hjärncellerna, vilket skadar dem med fatal utgång. Så nej, tänk inte ens på det. Jag upprepar: gör inte det här hemma. Och koka inte ägg i mikrovågsugnen heller.

Mikrovågsugnen, radarns oäkta barn

Hur använder du din mikrovågsugn? Eller klarar du dig kanske helt utan mikro? Berätta i kommentarerna!